Zakup i kompletacja stanowiska badawczego Autorzy:...

Urbanek J., Jabłoński A., Barszcz T ssswedfsdfUrbanek J., Jabłoński A., Barszcz T., Zakup i kompletacja stanowiska badawczego

0

Zakup i kompletacja stanowiska badawczego Autorzy: Urbanek J., Jabłon ski A., Barszcz T Sprawozdanie z wykonania zadania nr 3 projektu badawczego

IP2012 061572 pt. „Opracowanie nowatorskich narzędzi

analizy sygnałów wibroakustycznych generowanych przez

maszyny wirnikowe pracujące w ekstremalnie zmiennych

warunkach operacyjnych”

2013-12-10

IP2012 061572 Opracowanie nowatorskich narzędzi analizy sygnałów wibroakustycznych generowanych

przez maszyny wirnikowe pracujące w ekstremalnie zmiennych warunkach operacyjnych

Urbanek J., Jabłoński A., Barszcz T., Zakup i kompletacja stanowiska badawczego

1

Spis treści 1 Cel zadania ............................................................................................................................................ 2

2 Stanowisko badawcze ........................................................................................................................... 2

2.1 Informacje ogólne ......................................................................................................................... 2

2.2 Rozwiązania mechaniczne stanowiska.......................................................................................... 3

2.3 Spis elementów ............................................................................................................................. 4

2.3.1 Informacje ogólne ................................................................................................................. 4

2.3.2 Elementy mechaniczne ......................................................................................................... 4

2.3.3 Elementy automatyki ............................................................................................................ 6

2.3.4 Spis elementów eksploatacyjnych, podlegających wymianie ............................................... 8

2.4 Fotografie wykonanego stanowiska badawczego ........................................................................ 8

3 Obsługa stanowiska badawczego ....................................................................................................... 11

3.1 Informacje ogólne ....................................................................................................................... 11

3.2 Panele i gniazda .......................................................................................................................... 11

3.3 Przyłącza elektryczne .................................................................................................................. 14

3.4 Praca manualna........................................................................................................................... 15

3.4.1 Uruchomienie...................................................................................................................... 15

3.4.2 Zadawanie prędkości oraz obciążenia................................................................................. 16

3.4.3 Okno Status ......................................................................................................................... 17

3.5 Sterowanie za pomocą interfejsu komunikacyjnego .................................................................. 17

3.6 Bezpieczenstwo ........................................................................................................................... 19

3.6.1 Wyłącznik bezpieczeństwa lokalny ..................................................................................... 19

3.6.2 Szczególne środki ostrożności ............................................................................................. 20

APPENDIX A – Formularz oferty ................................................................................................................. 21

APPENDIX B – Faktura VAT......................................................................................................................... 22

APPENDIX C – Umowa ................................................................................................................................ 23

APPENDIX D – Protokół przekazania .......................................................................................................... 25




2

1 Cel zadania Celem zadania jest zakup i kompletacja stanowiska badawczego, które będzie w stanie

wygenerować szczególne przypadki sygnałów drgań, jakimi są sygnały drgań generowane przez maszyny

wirnikowe przy znacznej zmienności parametrów operacyjnych. Dzięki rejestracji takich sygnałów,

możliwe będzie zdefiniowanie nowej klasy sygnałów, która będzie opierała się na opisie zjawisk

cyklostacjonarnych obecnych w sygnałach drganiowych. Stanowisko badawcze zostało opracowane tak,

aby mogło symulować prace obiektów rzeczywistych w ekstremalniezmiennych warunkach

eksploatacyjnych, takich jak np. turbiny wiatrowe.

2 Stanowisko badawcze

2.1 Informacje ogólne

VibStand II jest doświadczalnym stanowiskiem przeznaczonym do badania drgań. Umożliwia on

obserwację drgań generowanych m.in. przez silnik, przekładnię, spowodowanych niewyważeniem oraz

pochodzących od łożysk, w tym łożysk uszkodzonych oraz pracujących pod obciążeniem.

Stanowisko wykonane jest w postaci dwóch rozdzielnych części, co znacząco ułatwia transport, zaś dzięki

zastosowaniu czopów bazujących i wstępnemu wyosiowaniu wyeliminowano konieczność osiowania

stanowiska po jego złożeniu.

W skład części mechanicznej wchodzi indukcyjny silnik napędowy, jednostopniowa przekładnia zębata,

wał podparty na trzech łożyskach oraz silnik stanowiący regulowane obciążenie. Wał podparty jest na

końcach przy użyciu łożysk baryłkowych, ponadto w środkowej części podparty jest na łożysku

kulkowym, którego oprawa zamocowana jest na śrubie regulacyjnej – umożliwia to dobór obciążenia

promieniowego działającego na to łożysko i w efekcie obserwację procesu jego zużycia.

Na wale stanowiska osadzone są dwie tarcze umożliwiające obserwację niewywagi jedno- i

dwupłaszczyznowej, stosownie do potrzeb.

Stanowisko umożliwia pomiar drgań w wybranych punktach, m.in. na obudowach łożysk oraz na

przekładni. Obudowy łożysk wyposażone są w odpowiednie podstawki przystosowane do montażu

czujników drgań.

Instalacja elektryczna oprócz zasilania silników pełni funkcję regulacyjną. Pracą stanowiska steruje

dotykowy panel HMI, na którym zaimplementowano opisowo – graficzny interfejs użytkownika.

Komendy wydawane przez użytkownika kierowane są do falowników, których zadaniem jest




3

odpowiednie sterowanie silnikiem napędzającym i obciążającym. Zastosowane w urządzeniu

zaawansowane falowniki firmy ABB pozwalają na częściowy odzysk energii z silnika obciążającego, dzięki

czemu zminimalizowano pobór energii z sieci zasilającej przy zachowaniu pełnej funkcjonalności w

szerokim zakresie prędkości obrotowych i momentu obciążającego. Stanowisko może być sterowane

lokalnie przy użyciu panelu operatorskiego lub zdalnie, ze współpracującego komputera.

2.2 Rozwiązania mechaniczne stanowiska

Stanowisko posiada budowę modułową. Składa się z dwóch podstawowych części:

- część napędowa

- część symulacji i hamująca

Obie części łączy się za pomocą czterech klamr, bazowanie wzajemne zapewniają cztery śruby bazujące.

Urządzenie jest szkieletową konstrukcją spawaną, która jest pokryta osłonami z blachy giętej. Łańcuch

kinematyczny składa się z:

- silnika napędowy,

- sprzęgło kłowe,

- przekładnia dwustopniowa,


- wałek roboczy,


- silnik hamujący.

Rys.x przedstawia schemat stanowiska badawczego.

Rys.1. Układ kinematyczny stanowiska badawczego




4

Wszystkie komponenty zawierają w swojej budowie łożyska toczne. Dodatkowo wałek roboczy jest

podparty na dwóch łożyskach baryłkowych. Na wałku można zainstalować dodatkowo łożysko kulkowe,

które pozwała wprowadzić siły reakcji w łożyskach. Łożysko to może również być łożyskiem na którym są

przeprowadzane testy zmęczeniowe. Na wałku można zainstalować dwie i więcej tarcz symulujących

niewyrównoważenie.

2.3 Spis elementów

2.3.1 Informacje ogólne

Stanowisko zostało zbudowane w znacznej mierze ze standardowych komponentów, dostępnych

w handlu. Dzięki temu ewentualna wymiana zużywających się elementów eksploatacyjnych nie będzie

kłopotliwa.

2.3.2 Elementy mechaniczne

Rama stanowiska jest stalową została w całości wykonana z blachy stalowej o grubości 5mm. W

celu zapewnienia maksymalnej dokładności wykonania wszystkie elementy zostały wykonane metodą

cięcia laserowego. Rama jest spawaną kratownicą przestrzenną, zapewniającą sztywność całej

konstrukcji. Obudowa zewnętrzna jest wykonana z polerowanej blachy nierdzewnej.

Tabela 1. Elementy mechaniczne

oznaczen

ie nazwa typ producent dostawca numer katalog

M01 Silnik napędowy 0,75 kW 2780 obr/min BESEL WIR

Sh71X-2C

M02 Silnik hamujący 0,75 kW 900 obr/min Sh80X-6C

S01 Sprzęgło napęd -

przekładnia ROTEX GS19

KTR Radius

ROTEX GS19-

64ShD

S02

Sprzęgło

przekładnia –

wałek

ROTEX GS24 ROTEX GS24-

98ShA




5

S03 Sprzęgło wałek –

hamulec

G01 Przekładnia

dwustopniowa RX57 z AD2

SEW

EURODRIVE

SEW

EURODRIVE -

Ł01 Łożysko

baryłkowe 22205EK

SKF

WIKA

-

Ł02 -

Ł03 Łożysko kulkowe YAR 204-4F -

ZŁ01 Zespół łożyskowy TU 20 TF SKF -

T01 Tuleja łożyskowa H305

-

T02 -

P01

Pierścień

ustalacjący FRB 3,5/52

-

P02 -

P03 -

P04 -

K01 Klucz hakowy HNA 5-8 -

0P01 Oprawa

łożyskowa

dzielona

SNH 205/505

LBC

-

OP02 -

ZU01 Zestaw

uszczelniający ZD205/505

-

ZU02 -

Ł04 Łożysko kulkowe UC204 ZVL -




6

2.3.3 Elementy automatyki

Tabela 2. Elementy automatyki

oznacz

enie nazwa typ producent dostawca numer katalog

FC01

Falownik z

modułem

komunikacyjn

ym

ACS355-01U-

07A5-2

ABB Skamer

-

FMBA-01

FC02

Falownik z

modułem

komunikacyjn

ym

ACS355-01U-

07A5-2 -

FMBA-01

F01 Filtr RFI RFI-13 -

L01 Dławik CHK-C1 -

B01 wyłącznik

nadprądowy C16

Eaton

TME

CLS6 - B6

B02 wyłącznik

nadprądowy C16 CLS6 - B6

G01 Gniazdo

zasilania IEC60320 Schurter 6100.3100

PK01 Stycznik

główny RG25 Relpol

RG25-1022-28-

3230

PS01 Zasilacz 24V DC 40W Meanwell MDR-40-24

L01 Kontrolka 24V 2W

Auspicious

PLN22A-G

W01 Wyłącznik

bezp. LEB30 LEB30-1-C

W02 Wyłącznik

główny CS22 CS22-1-O/C-BK

W03 Przycisk STOP LBL22 LBL22-1-O/C-R




7

W04 Przycisk

START LBL22 LBL22-1-O/C-G

POT1

Potencjometr

zadawania

prędkości

obrotowej 10k lin Telpod PR167-10K-A

POT2

Potencjometr

zadawania

momentu

BNC01

Złącze

sygnałowe BNC

Amphenol

B6651B1-NNYL3G-

50

BNC02

BNC03

BNC04

BNC05

BNC06

BNC07

BNC08

BNC09

BNC10

BNC11

BNC12

BNC13

BNC14

BNC15

KF01 Złącze

znacznika fazy 4-pin M12

LTWM12P-

04PMMS-SC KF02




8

2.3.4 Spis elementów eksploatacyjnych, podlegających wymianie

Tabela 3. Spis elementów eksploatacyjnych, podlegających wymianie

oznacze

nie nazwa typ dostawca

Ł01 Łożysko baryłkowe 22205EK

WIKA Ł02

Ł03 Łożysko kulkowe YAR 204-4F

Ł04 Łożysko kulkowe UC204

2.4 Fotografie wykonanego stanowiska badawczego

Poniższe fotografie przedstawiają rzeczywiste, wykonane stanowisko badawcze. Stanowisko jest w fazie

testów. Zespół realizujący projekt opracowuje i testuje program komputerowy umożliwiający sterowanie

i odczyt danych wg. zadanego harmonogramu zmian prędkości i obciążeń. Pomiary zostaną

przeprowadzone, pogrupowane i opisane w zadaniu 4.

CP01 Panel HMI MT8050i WEINTEK




9

Fotografia 1 – widok perspektywy

Fotografia 2 – widok front




10

Fotografia 3 – widok silnik i przekładnia

Fotografia 4 – widok tarcza i silnik generujący moment (obciążenie)




11

Fotografia 5 – dotykowy panel sterujący

3 Obsługa stanowiska badawczego

3.1 Informacje ogólne

Podstawowym sposobem obsługi stanowiska jest posługiwanie się dotykowym panelem operatorskim.

Panel prezentuje strukturę stanowiska w formie graficznej i wyświetla wartości zadane, mierzone, a

także komunikaty autodiagnostyki. Innym sposobem obsługi jest obsługa zdalna, poprzez zadawanie

sekwencji działania przy pomocy programu komputerowego, za pośrednictwem sieci Ethernet z

protokołem komunikacyjnym MODBUS. Oprócz tego możliwa jest obsługa zdalna, poprzez wejścia

binarne.

3.2 Panele i gniazda

W przedniej części urządzenia znajdują się panele sterujące i pomiarowe. Panel C służy do

sterowania manualnego. Panel operatorski D służy do podglądu stanu Vibstanda oraz sterowania. Panel

E służy do wyprowadzenia sygnałów z czujników pomiarowych.




12

Rys. 2. Widok Vibstand’a z przodu

Panel sterowania manualnego zawiera włącznik główny, załącznik napędów, wyłącznik napędów,

regulację momentu hamowania, regulację prędkości obrotowej oraz wyłącznik bezpieczeństwa.

Rys. 3. Panel sterowania manualnego

Panel HMI zapewnia podgląd parametrów oraz daje możliwość sterowania Vibstand’em 2.

Zakup i kompletacja stanowiska badawczego Autorzy:...

Documents

Transcript of Zakup i kompletacja stanowiska badawczego Autorzy:...